特許 7459295 電子スロットル制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-22

(45)【発行日】2024-04-01

(54)【発明の名称】電子スロットル制御システム

(51)【国際特許分類】

   F02D 11/10 20060101AFI20240325BHJP

【ＦＩ】

F02D11/10 G

F02D11/10 J

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022562585

(86)(22)【出願日】2020-08-03

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-05-23

(86)【国際出願番号】 IN2020050686

(87)【国際公開番号】W WO2021210006

(87)【国際公開日】2021-10-21

【審査請求日】2022-11-17

(31)【優先権主張番号】202041016392

(32)【優先日】2020-04-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IN

(73)【特許権者】

【識別番号】521196110

【氏名又は名称】ティーヴィーエス モーター カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＴＶＳ ＭＯＴＯＲ ＣＯＭＰＡＮＹ ＬＩＭＩＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110000084

【氏名又は名称】弁理士法人アルガ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ヴィティリンガム，カルナハラン

(72)【発明者】

【氏名】ヴァイシャリ，ラマナサン

(72)【発明者】

【氏名】タヌジャ，パリミ ラクシュミ

(72)【発明者】

【氏名】プラサッド，ラグハヴェンドラ

【審査官】櫻田 正紀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－００７５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３０３３６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２２４７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１１５００５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３２９０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０２２９８２８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｄ １１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両における電子スロットル制御システム（１００）であって、
電源（１０１）によって給電されるエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）（１０９）であって、前記車両のスロットルアクチュエータの位置を受け取るようにスロットル位置センサ（１１２）に対して電気的に構成されたＥＣＵ（１０９）と、
スロットルバルブ（１０７）を作動させるためのモータ駆動信号を受け取るように前記ＥＣＵ（１０９）によって制御されるスロットルモータ（１０５）とを備え、
前記ＥＣＵ（１０９）は、１つまたは複数の所定の状態に基づいて前記電源（１０１）から前記スロットルモータ（１０５）への電力の供給を制御し、前記１つまたは複数の所定の状態のうちの１つの所定の状態は、前記車両の所定の速度である、電子スロットル制御システム（１００）。

【請求項2】

前記１つまたは複数の所定の状態のうちの第１の所定の状態は、所定の時間内に前記車両のエンジン（１０８）を始動することである、請求項１に記載の電子スロットル制御システム（１００）。

【請求項3】

前記１つまたは複数の所定の状態のうちの第２の所定の状態は、所定の時間内に前記車両のエンジンが始動できない場合に、前記車両の電子始動・停止スイッチ（１１０）を作動させる前に、前記スロットルモータ（１０５）の作動のための前記電源（１０１）の閾値電圧を達成することである、請求項１に記載の電子スロットル制御システム（１００）。

【請求項4】

前記ＥＣＵ（１０９）は、前記スロットルモータ（１０５）の作動のための前記電源（１０１）の閾値電圧を達成できない場合に、前記車両の所定の速度に基づき、前記電源（１０１）から前記スロットルモータ（１０５）への電力の供給を制御する、請求項１に記載の電子スロットル制御システム（１００）。

【請求項5】

前記所定の速度は、１つまたは複数の車速センサ（１１１）を使用して測定される、請求項４に記載の電子スロットル制御システム（１００）。

【請求項6】

車両の電子スロットル制御システム（１００）におけるスロットルモータ（１０５）を作動させるための方法であって、
前記電子スロットル制御システム（１００）のエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）（１０９）により前記車両のイグニションキーのＯＮ状態を受け取るステップと、
前記ＥＣＵ（１０９）によりスロットル入力をハンドルグリップ位置センサ（１１２）から受け取るステップと、
前記ＥＣＵ（１０９）により１つまたは複数の所定の状態に基づいて前記スロットルモータ（１０５）への電力を制御するステップと、を含み、
前記１つまたは複数の所定の状態が、前記車両のエンジン（１０８）のＯＮ状態、および前記車両が所定の速度を達成することである、方法。

【請求項7】

所定の時間の間、前記ＥＣＵ（１０９）によりエンジンＯＮ状態をチェックするステップと、
前記エンジン（１０８）がＯＦＦ状態である場合、電源（１０１）を前記スロットルモータ（１０５）から切り離すステップと、を含む、請求項６に記載のスロットルモータ（１０５）を作動させるための方法。

【請求項8】

前記車両の電子始動・停止スイッチ（１１０）を作動させる前に、前記スロットルモータ（１０５）の作動のための電源（１０１）の閾値電圧の達成をチェックするステップと、
電源（１０１）の電圧が前記閾値電圧より大きいとき、スロットルモータ（１０５）を使用可能にするステップと、を含む、請求項６に記載のスロットルモータ（１０５）を作動させるための方法。

【請求項9】

前記スロットルモータ（１０５）の作動のための電源（１０１）の閾値電圧を達成できないとき、前記車両の所定の速度が所定の速度より大きいことをチェックするステップと、
前記車両の車速センサ（１１１）および１つまたは複数のＣＡＮラインを監視するステップと、
前記車速センサ（１１１）および前記１つまたは複数のＣＡＮラインにおける誤動作をチェックするステップと、
前記車速センサ（１１１）において、または前記１つまたは複数のＣＡＮラインにおいて誤動作が検出されたとき、前記スロットルモータ（１０５）を使用可能にするステップと、
前記車速センサ（１１１）および前記１つまたは複数のＣＡＮラインにおいて誤動作が検出されないとき、前記車両においてリンプホームモードを使用可能にするステップとを含む、請求項６に記載のスロットルモータ（１０５）を作動させるための方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一般に車両に関する。詳細には、本発明は、それだけには限らないが車両のための電子スロットル制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、モータサイクルでは、ハンドルバー上のグリップを回して、モータサイクルのスロットルシステムを制御し、吸気流を、またそれによりエンジンのパワーおよびトルク出力を制御することができる。スロットルバルブは、２輪車両または３輪車両のハンドルバー上に位置するスロットルケーブルによってアクセルハンドグリップにリンクされている。

【0003】

電子スロットル制御システムはアクセル位置および様々なエンジン動作パラメータに基づいて、また制御ユニット判断に基づいて目標スロットルバルブ位置を決定するがゆえに、スロットルバルブの位置は電子的に調節される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

スロットルバルブがスロットルケーブルによって制御される機械式スロットルシステムとは異なり、電子スロットル制御システムは、スロットルバルブの開閉を電子的に制御する。運転手のスロットル位置および入力は、スロットル開度センサを通じてＥＣＵ（エンジン制御ユニット）によって判定され、スロットル開度センサによって受け取られる入力に基づいて、ＥＣＵは、スロットルバルブに必要とされるスロットル開度に関する判断をする。ＥＣＵからの出力信号がＤＣモータに送られ、スロットルバルブの開度を制御する。ＤＣモータは、ギヤ機構によってスロットルバルブに結合されている。したがって、ＤＣモータの動きに基づいて、スロットルバルブがそれに応じて開閉する。スロットルシステムの電子制御は、機械式スロットルシステムよりも応答時間および運転操作性を改善する。

【0005】

スロットルバルブは、ＤＣ（直流）モータを通じて電子的に制御され、スロットルグリップに運転手入力があると、ＤＣモータは、スロットルバルブを作動させることが可能になる。多くの場合、運転手はイグニションキーをＯＮにする傾向があり、電子始動スイッチ（ＥＳＳ）を作動させないことが観察されている。この挙動は、イグニションキーをＯＮにすることとＥＳＳの起動との間の遅延時間を増大させる傾向がある。一般に、この状態の間、バッテリは、電子スロットル制御デバイスのスロットルモータに電流を供給し続け、バッテリの望ましくない消費をもたらす。

【0006】

また、エンジンがＯＦＦ状態にあるが車両のバッテリが動作中であり、車両のユーザがハンドルバースロットルグリップを意図的または非意図的に回した場合には、バッテリは、スロットルバルブを開く、または閉じるようにＤＣモータを動作させるために必要とされる電圧を供給し、それによりバッテリの消費を引き起こす。バッテリの消費は、バッテリ充電状態（ＳＯＣ）が低い状態になり得、必要とされる電圧を車両内に設置された構成要素に与えるためには不十分なものとなる場合があるＳＯＣをもたらすので、車両の始動能力を不十分なものにする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の目的は、ハンドルバースロットルグリップ入力またはスロットルアクチュエータ入力がエンジンＯＦＦ状態中にＥＣＵに与えられるときのバッテリの消費に関連する問題を解消するために電子スロットル制御システムを提供することである。本発明は、１つまたは複数の所定の状態に基づいてＥＣＵを通じてスロットルモータを制御するための電子スロットルに基づく制御システムを提供する。第１の状態は、ＥＣＵがエンジンＯＮ状態をチェックする所定の時間に基づくものである。第２の状態は、所定の時間の経過後、スロットルモータを再始動するために電子始動・停止スイッチに必要とされる閾値電圧である。第３の状態は、電子始動・停止スイッチが誤動作し始めるときの車速センサを使用した車両の所定の速度である。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】電子スロットル制御システムを含む本発明のフロー図である。

【図2】所定の時間の間、エンジンＯＮ状態をチェックするための、電子スロットル制御システムの動作のフローチャートである。

【図3】エンジン状態をチェックするための所定の時間が経過したときスロットルモータを作動させる図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

添付の図を参照して詳細な説明について述べる。同様の特徴および構成要素を参照するために、図面全体を通して同じ符号が使用されている。

【0010】

本発明の他の態様は、エンジンのＯＮまたはＯＦＦ状態に基づいてスロットルモータを制御するための方法を用いた電子スロットル制御システムを提供することであり、ＥＣＵは、車両のハンドルバーに対して構成されたスロットル位置センサからスロットル入力を受け取る。前記ＥＣＵは、エンジンのＯＮまたはＯＦＦ状態をチェックし、エンジンが所定の時間内に始動されている場合には、スロットルモータが使用可能にされ、エンジンが始動できない場合には、バッテリが切り離され、バッテリからスロットルモータへの電力供給が使用不能にされ、それによりバッテリ電力の消耗を防止する。

【0011】

本発明のさらに他の態様は、電子始動・停止（ＥＳＳ）スイッチを有する電子スロットル制御システムを提供することである。バッテリがスロットルモータから切り離されているときには、電子始動・停止スイッチは、スロットルモータを使用可能にする。

【0012】

本発明の他の態様は、バッテリ電圧が閾値電圧未満であり、電子始動・停止スイッチを使用可能にすることができないとき、車両の速度を検出するように構成された速度センサを通じて電子スロットル制御システムにおけるスロットルモータを使用可能にするための方法を提供することである。スロットルモータを使用可能にするために、速度センサは車両の速度を検出し、速度が所定の速度より大きい場合には、ＥＣＵは、スロットルモータを使用可能にする。

【0013】

本発明のさらに他の態様は、速度センサおよびＣＡＮラインを監視し、車両の速度を検出する責任を担う車速センサが車両の速度入力をＥＣＵに与えることができないときを検出するための方法を提供することである。ＥＣＵは、速度センサにおいて、またはＣＡＮラインにおいて誤動作があるかチェックする。速度センサ、またはＣＡＮラインのいずれかに誤動作が見つかった場合には、ＥＣＵはスロットルモータを使用可能にし、速度センサまたはＣＡＮラインに誤動作が見つからず、同時にスロットルモータが使用可能にされていない場合には、車両のリンプホームモードが使用可能にされる。

【0014】

本発明の上記および他の特長、態様、および利点は、ＩＣエンジンパワートレーンを備える２輪車両の実施形態を参照して説明される以下の説明、添付の特許請求の範囲、および添付の図面に関連して、よりよく理解されよう。しかし、代替の実施形態では、パワートレーンは、電気モータとすることもハイブリッドパワートレーンとすることもできる。

【0015】

図１は、電子スロットル制御システム（１００）を含む本発明のフロー図を示す。バッテリ（１０１）など電源によって給電されるＥＣＵ（１０９）は、スロットルバルブ（１０７）を開き、エンジン（１０８）内で燃料を燃焼させるための吸気を提供するために、車両のイグニションをＯＮに切り替えた後スロットルモータ（１０５）を動作させることが必要であるとき、電子始動・停止スイッチ（１１０）から入力を受け取るように電気的に構成されている。また、ＥＣＵ（１０９）は、車両のバッテリ（１０１）が消費されているときスロットルバルブを開くようにスロットルモータ（１０５）を作動させるために、車両が移動状態にあるか否か判定するために車両の速度入力を車速センサ（１１１）から受け取るように電気的に構成されている。ＥＣＵ（１０９）は、車両のハンドルグリップまたはスロットルアクチュエータの位置を受け取るようにハンドルグリップまたはスロットル位置センサ（１１２）に対して電気的に構成されている。

【0016】

さらに、追加の実施形態では、ＥＣＵ（１０９）は、エンジン（１０８）の様々なパラメータに基づいて、インストルメントクラスタ（１１３）上に表示されることになる１つまたは複数の出力を提供する。インストルメントクラスタ（１１３）は、ＣＡＮ（制御エリアネットワーク）ｌｏｗラインに接続される。同様に、追加の実施形態では、ＥＣＵ（１０９）をテストするためのテスタ（１０２）と、制動時に後輪がロックするのを防止するためのＨＥＣＵ（油圧電子制御ユニット）（１０３）とが、ＣＡＮ ｌｏｗラインを通じてＥＣＵ（１０９）に接続される。

【0017】

車速センサ（１１１）は、駆動輪の速度を検出することによって車速を検出することができ、その情報をＥＣＵ（１０９）に送る、ホール効果センサなど磁石ベースのセンサとすることができる。ＥＣＵ（１０９）は、速度センサケーブル（図示せず）を通じて車速センサ（１１１）に接続される。車両のハンドルグリップまたはスロットルアクチュエータは、ハンドルグリップ位置センサ（１１２）を備える。車両のハンドルグリップは、車両のユーザによって回され、ハンドルグリップ位置センサ（１１２）は、ハンドルグリップの動きの変化を感知し、ハンドルグリップの感知された動きは、エンジンの吸気システム内に空気を取り入れるためにスロットル（１０７）バルブにおいて可能にされることになる開度の必要量を示すために、ＥＣＵ（１０９）に送られる。スロットルモータ（１０５）は、スロットルバルブ（１０７）を作動させるために、モータ駆動信号を受け取るようにＥＣＵ（１０９）に対して構成されている。スロットルバルブ（１０７）は、吸気を可能にするために、車両のエンジンアセンブリのエンジン（１０９）に取外し可能に取り付けられる。

【0018】

図２は、エンジン（１０８）状態が所定の期間の間チェックされるときの電子スロットル制御システム（１００）の動作のフローチャートを示す。ステップ２０１では、運転手がイグニションキーをＯＮに切り替え、イグニションキーがＯＮに切り替えられた後、運転手は、ハンドルバーグリップを回すことによってスロットルバルブ（１０７）を開くための入力を与えることができる。ステップ２０２では、ハンドルグリップ位置センサ（１１２）がハンドルバーグリップの回転を感知し、ハンドルバーグリップの回転からの入力を受け取る。ハンドルグリップ位置センサ（１１２）は、バッテリ（１０１）など電源によって給電されるＥＣＵ（電気制御ユニット）（１０９）に電気的に接続される。ＥＣＵ（１０９）は、ハンドルグリップ位置センサ（１１２）からスロットル入力を受け取る。しかし、ＥＣＵ（１０９）が吸気のためにスロットルモータ（１０５）にスロットルバルブ（１０７）を開くことを可能にする前に、ＥＣＵ（１０９）は、ステップ２０３において、エンジン（１０８）がＯＮ状態にあるか否かチェックする。エンジン（１０８）がＯＮ状態にある場合には、ステップ２０４において、ＥＣＵ（１０９）は、スロットルモータ（１０５）を使用可能にし、それによりスロットルモータ（１０５）は、スロットルバルブ（１０７）を作動させる。しかし、エンジン（１０８）がＯＮ状態にない場合には、ステップ２０５において、ＥＣＵ（１０９）は、エンジン状態を所定の時間の間チェックする（ステップ２０５）。そして、所定の時間（たとえば製造者によって設定され、所定の時間は、８～１０秒保たれ得る）の経過後、エンジン（１０８）がＯＦＦ状態のままである場合には、ステップ２０７において、ＥＣＵ（１０９）は、スロットルモータ（１０５）へのバッテリ（１０１）供給を切り離し、バッテリ電力の消耗を防止する。しかし、ユーザがエンジン（１０８）のイグニションを所定の時間内に始動した場合には、スロットルモータ（１０５）は、バッテリ（１０１）からの電力供給を開始し、エンジン（１０８）内で燃料を燃焼させるための吸気を可能にするためのユーザの要求の通りにスロットルバルブ（１０７）が作動することを可能にする。エンジンＯＮ状態をチェックするための所定の時間は、製造者が設定することができ、理想的には、所定の時間は、１０秒～１２秒の範囲内に設定することができる。

【0019】

図３は、エンジン状態をチェックするための所定の時間が経過したときスロットルモータ（１０５）を作動させることを示す。エンジンＯＮ状態をチェックするための所定の時間の経過後、ユーザがイグニションを始動したいと望む場合、別個の電子始動・停止スイッチ（１１０）が車両内に設けられており、所定の時間の経過後、これを操作し、スロットルモータ（１０５）へのバッテリ（１０１）供給を可能にすることによってスロットルモータ（１０５）を始動することができる。

【0020】

ステップ３０１では、電子始動・停止スイッチ（１１０）は、バッテリ（１０１）が切り離されるときＯＮに切り替えられる。一般に、電子始動・停止スイッチ（１１０）は、ある電圧（約１１ボルト）で動作するが、バッテリ（１０１）の充電状態が１１ボルトより大きい電圧を電子始動・停止スイッチ（１１０）に与えることができないものである場合には、スロットルモータ（１０５）は始動しない。したがって、電子始動・停止スイッチ（１１０）がユーザによってＯＮに切り替えられた後には、ステップ３０２において、ＥＣＵ（１０９）は、バッテリ電圧が電子始動・停止スイッチ（１１０）を使用可能にするために必要とされる電圧より大きいかどうかチェックする。バッテリ電圧が電子始動・停止スイッチ（１１０）を動作させるために必要とされる電圧より大きい場合には、ステップ３０３において、電子始動・停止スイッチ（１１０）は、スロットルモータ（１０５）にスロットルバルブ（１０７）を作動させることを可能にするために、ＯＮに切り替えられる。

【0021】

しかし、バッテリ電圧が電子始動・停止スイッチ（１１０）を動作させるために必要とされる電圧未満である場合には、車両のユーザは、最低車速を達成するために車両を押さなければならない。車速センサ（１１１）は、駆動輪の速度を検出し、速度センサケーブル（図示せず）を通じて速度入力をＥＣＵ（１０９）に送る。ＥＣＵ（１０９）は、ステップ３０４において車両の速度をチェックし、車両の速度を所定の速度と比較する。車両が所定の速度を達成するように動き始めたときには、ＥＣＵ（１０９）は、ステップ３０５において車速センサ（１１１）およびＣＡＮラインを監視する。次いで、ステップ３０６では、ＥＣＵ（１０９）は、車速センサ（１１１）に、またはＣＡＮラインのいずれかに誤動作があるか否かチェックする。

【0022】

ＥＣＵ（１０９）が車速センサ（１１１）またはＣＡＮラインのいずれかに誤動作を検出したときには、ステップ３０７において、ＥＣＵ（１０９）は、スロットルモータ（１０５）の作動を可能にする。しかし、ＥＣＵ（１０９）が誤動作を検出しない場合には、ステップ（３０８）において、ＥＣＵ（１０９）は、スロットルモータ（１０５）をさらにチェックし、車速センサ（１１１）にもＣＡＮラインのいずれかにも誤動作を検出していないにもかかわらずスロットルモータ（１０５）が使用可能にされない場合には、ステップ３０９において、ＥＣＵ（１０９）は、リンプホームモードを使用可能にし、インストルメントクラスタ（１１３）内のリンプホームモードに対応するインジケータがＯＮになり、スロットルモータ（１０５）に誤動作があることについてユーザに対して示すことを開始する。さらに、誤動作が検出されず、スロットルモータが使用可能にされた場合には、ＥＣＵ（１０９）によってさらなる措置はとられない。

【図1】

【図2】

【図3】